KR20090029561A - Wrist type watch for sensing pulse wave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손목형 맥파 검출 시계에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 인체의 가속도 맥파 또는 맥동을 측정하기 위한 손목형 맥파 검출 시계에 관한 것이다.The present invention relates to a wrist-type pulse wave detection watch, and more particularly, to a wrist-type pulse wave detection watch for measuring the acceleration pulse wave or pulsation of the human body.
맥파란 심장의 박동에 따른 흉벽 및 대혈관의 박동을 파형으로 기록한 것으로, 이중에서, 손끝, 발끝 또는 귓불의 말초동맥의 압력 변화에 의해 야기되는 팽창/수축은 용적 맥파라고 하며, 특히, 손끝의 말초혈관의 팽창/수축에 의한 것을 지침용적 맥파라고 한다.The pulse wave is a waveform recording of the heart wall and the large vessel beats according to the beating heart, of which the expansion / contraction caused by pressure changes in the peripheral arteries of the fingertip, toe or earlobe is called volumetric pulse wave. The expansion / contraction of peripheral blood vessels is called guided volume pulse wave.
이러한 지침용적 맥파 자체의 미세한 변화는 확연히 들어나지 않기 때문에 2차 미분을 하여 가속도 형태의 그래프로 변환함으로써, 그 차이를 확연히 나타내 주는 것을 가속도 맥파라 한다. 도 1은 지침용적 맥파 및 가속도 맥파의 파형을 예시하는 그래프로서, 도 1의 a)는 지침용적 맥파의 파형도이고, 도 1의 b)는 가속도 맥파의 파형을 나타낸다.Since the minute change of the guide volume pulse wave itself is not obvious, the second derivative is transformed into an acceleration type graph, and it is called an acceleration pulse wave that clearly shows the difference. 1 is a graph illustrating the waveforms of the guiding volume pulse wave and the acceleration pulse wave, in which a) of FIG. 1 is a waveform diagram of the guiding volume pulse wave, and b) of FIG.
한편, 손목형 맥파 검출 시계는 요골동맥의 맥동 또는 맥파를 측정하는 기구로서, 이러한 맥동 또는 맥파를 측정하는 센서로는 반도체 방식, 프레스 방식, 광 방식 및 압전 방식 등이 있다.On the other hand, the wrist-type pulse wave detection watch is a device for measuring the pulsation or pulse wave of the radial artery, and the sensor for measuring the pulsation or pulse wave includes a semiconductor method, a press method, an optical method and a piezoelectric method.
광 방식의 맥파 센서는 빛을 가지고 측정하는 것으로 발광부과 수신부를 구비하며, 안정적으로 맥파를 측정할 수 있다는 장점이 있지만, 반면에 부피가 커서 소형화가 어렵고, 전력 소모가 많으며, 또한 자연광이 있는 곳, 즉, 외부에서 측정시 측정이 잘 안된다는 단점이 있다. 또한, 반도체 방식의 맥파 센서는 압력이 주어지면 저항이 변화하여 측정하는 것으로 전력소모가 많다는 단점이 있다. 또한, 프레스 방식의 맥파 센서는 공압 방식의 맥파 센서라고도 불리며, 부피가 크다는 단점이 있다. 또한, 압전 방식의 맥파 센서는 프레스 방식의 맥파 센서와 가장 비슷한 원리로 작동되며, 압전 방식의 맥파 센서는 센서 자체의 전력 소모가 없으며, 소형화가 가능하고, 어디서라도 사용할 수 있다는 장점이 있다.Optical pulse wave sensor has the advantage of being able to measure pulse wave stably with light emitting part and receiving part by measuring with light, but on the other hand, it is difficult to miniaturize due to its large volume, high power consumption and natural light That is, there is a disadvantage that the measurement is not good when measured from the outside. In addition, the pulse wave sensor of the semiconductor type has a disadvantage in that the power is consumed by measuring the resistance change when the pressure is given. In addition, the pulse wave sensor of the press method is also called a pulse wave sensor of the pneumatic method, there is a disadvantage that the bulky. In addition, the piezoelectric pulse wave sensor operates on the principle similar to that of the press type pulse wave sensor, and the piezoelectric pulse wave sensor does not consume power of the sensor itself, can be miniaturized, and can be used anywhere.
한편, 종래의 기술에 따른 맥파 측정기는 휴대용이 아닌 가정용이나 의료용으로 개발되었으며, 이러한 맥파 측정기는 혈압 환자나 동맥 경화환자, 운동선수 등에게 필수적으로 필요한 건강을 위한 도구로서, 일정한 주기로 환자의 맥파 및 맥동을 측정하여 환자의 건강 상태를 체크하는데 사용된다.On the other hand, the pulse wave measuring device according to the prior art has been developed for home or medical use, not portable, such pulse wave measuring instrument is a necessary tool for the health of blood pressure patients, atherosclerosis patients, athletes, etc. It is used to check the patient's health by measuring the pulsation.
그러나 종래의 기술에 따른 맥파 측정기는 그 사용 방법이 어렵기 때문에 환자는 일정 주기로 병원을 방문하여 간호사로부터 자신의 혈압 또는 맥파를 체크하여야 되는 문제가 있기 때문에, 최근 손목형 맥파 검출 시계가 개발되었다.However, since a pulse wave measuring device according to the related art is difficult to use, a patient has to visit a hospital at regular intervals and check his or her blood pressure or pulse wave from a nurse.
한편, 관련 선행 기술로서, 대한미국 특허출원번호 제2003-7005025호에는 "혈압을 감시하기 위한 기기"라는 명칭의 손목형 디지털 혈압계가 개시된 바 있고, 맥동이나 맥파를 검출하거나, 또는 혈압을 측정하는 것을 특징으로 한다. 이러한 손목형 디지털 혈압계에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, as a related art, Korean Patent Application No. 2003-7005025 discloses a wrist-type digital blood pressure monitor named "apparatus for monitoring blood pressure", and detects pulsations or pulse waves, or measures blood pressure. It is characterized by. This wrist-type digital blood pressure monitor will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 종래의 기술에 따른 손목형 디지털 혈압계의 사시도이고, 도 3은 압력 센서의 구성도이다.Figure 2 is a perspective view of a wrist-type digital blood pressure monitor according to the prior art, Figure 3 is a block diagram of a pressure sensor.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 손목형 디지털 혈압계는, 압력 센서(10), 혈압계 본체(20) 및 완대(30, 40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the wrist-type digital blood pressure monitor according to the related art may include a
압력 센서(10)는 완대(30, 40) 상에서 돌출되어 있으며, 손목의 요골동맥에 접촉되어 혈압 또는 맥동을 측정하게 되며, 압력 센서(10)에 의해 측정된 혈압 또는 맥동은 혈압계 본체(20) 내의 마이컴의 제어에 따라 메모리에 저장되거나, 표시부를 통해 디스플레이된다.The
도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 압력 센서(10)는 격막(diaphragm; 12)에 작용하는 압력 변화에 따라 전압 출력을 생성하는 변환기(11)를 구비한다. 이때, 플런저(13)가 변환기(11)의 격막(12) 근처에 부착된다.Referring to FIG. 3, a
플런저(13)는 금속으로 이루어진 특수하게 설계된 반구형 구성요소이다. 플런저(13)는 변환기(11)의 격막(12) 위에 변환기(11)의 바닥을 실질적으로 덮도록 놓인다. 플런저(13)는 손목 속으로 밀어져서 요골동맥을 부분적으로 폐색한다. 플런저(13)는 착용자의 손이 다양한 위치들에 있을 지라도 요골동맥의 박동의 전달이 포착된다.The
격막(12) 및 플런저(13) 사이에는 부자연스러운 움직임으로 인한 간섭과 급격한 변화를 필터링하여 제거하는 한 층의 겔(14)이 있다. 겔(14)은 잡음비율도 완충시킨다. 플런저(13)의 깊이는 대부분의 정상적인 손목에서 완대가 용이하게 감겨진 경우의 요골동맥의 직경의 절반 이하를 폐색할 수 있도록 설계된다.Between the
그러나 종래의 기술에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 압력 센서(10)가 항시 돌출되어 있기 때문에, 항시 착용시 손목뼈구멍(carpal tunnel)의 중앙신경(median nerve)이 압축되어 수 분 이내에 손가락이 저릴 수 있다. 그 결과, 손이나 손가락들은 부풀어 추가의 울혈을 야기할 수 있다. 즉, 항상 동맥부에 센서가 항상 부착됨과 동시에 압력을 가하게 되어, 가끔 피가 통하지 않게 되고, 손저림 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라 측정 신호에 큰 영향을 줄뿐만 아니라 착용자에게 해로울 수 있다는 문제점이 있다.However, according to the related art, as shown in FIG. 1, since the
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 손목의 요골동맥에 접촉하기 위해 완대로부터 돌출되는 압전 맥파 센서를 승강 또는 하강시킴으로써, 손저림 현상을 방지하고, 정확하게 가속도 맥파 또는 맥동을 검출할 수 있는 손목형 맥파 검출 시계를 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to raise or lower the piezoelectric pulse wave sensor protruding from the armband in order to contact the radial artery of the wrist, thereby preventing the numbness and accurately detect the acceleration pulse wave or pulsation It is to provide a wrist-type pulse wave detection watch that can be.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 기존의 시계와 같이 평소엔 편안하게 착용하다가 필요시 기존의 혈압계처럼 손목 전체를 부풀리는 것이 아니라 요골동맥이 있는 부분만 부풀어 올라 요골동맥을 눌러줌으로써, 압전 맥파 센서의 신호라인 흔들림에서 나오는 노이즈와 모션 아티팩트를 감소시킬 수 있는 손목형 맥파 검출 시계를 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention for solving the above-mentioned problems is to wear comfortably as usual, such as a conventional watch, but when you need to swell the entire wrist instead of swelling the wrist like a conventional sphygmomanometer By pressing the arteries, it is to provide a wrist-type pulse wave detection watch that can reduce the noise and motion artifacts from the signal line shake of the piezoelectric pulse wave sensor.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 손목형 맥 파 검출 시계는, 인체의 가속도 맥파 또는 맥동 측정시 손목의 요골동맥에 접촉하는 압전 맥파 센서의 위치를 상승시켜 가속도 맥파 또는 맥동을 측정하는 맥파 측정부; 및 상기 맥파 측정부로부터 측정된 가속도 맥파 또는 맥동에 대한 정보를 저장 및 표시하는 맥파 검출 시계 본체를 포함하며, 상기 맥파 측정부는, 상기 맥파 검출 시계에 연결되고, 상기 손목을 압박하는 완대; 상기 완대 상에 설치되고, 에어 호스를 통해 주입되는 공기에 대응하여 팽창하는 에어백; 및 상기 에어백 상부에 배치되고, 상기 에어백의 팽창에 대응하여 상부로 상승하며, 상기 손목의 요골동맥에 접촉하여 가속도 맥파 또는 맥동을 측정하는 압전 맥파 센서를 포함하여 구성된다.As a means for achieving the above-described technical problem, the wrist-type pulse wave detection clock according to the present invention, by accelerating the position of the piezoelectric pulse wave sensor in contact with the radial artery of the wrist when measuring the acceleration pulse wave or pulsation of the human body, the acceleration pulse wave or pulsation Pulse wave measuring unit for measuring; And a pulse wave detecting watch body for storing and displaying information on the acceleration pulse wave or pulsation measured from the pulse wave measuring part, wherein the pulse wave measuring part comprises: a band connected to the pulse wave detecting watch and pressing the wrist; An airbag installed on the armband and expanding in response to air injected through an air hose; And a piezoelectric pulse wave sensor disposed above the air bag and rising upward in response to the inflation of the air bag and measuring acceleration pulse waves or pulsations in contact with the radial artery of the wrist.
여기서, 상기 압전 맥파 센서는, 상기 에어백의 팽창에 대응하여 수직 방향으로 상승 또는 하강하며, 손목의 요골동맥 위치에 대응하여 수평 방향으로 위치가 조절될 수 있는 것을 특징으로 한다.Here, the piezoelectric pulse wave sensor is characterized in that the rising or falling in the vertical direction in response to the expansion of the airbag, the position can be adjusted in the horizontal direction corresponding to the radial artery position of the wrist.
여기서, 상기 맥파 측정부는, 상기 에어백을 지지하는 밴드 하판; 상기 압전 맥파 센서의 상부에 배치되며, 상기 압전 맥파 센서의 상승에 따라 신축되는 신축 부재; 및 상기 밴드 하판과 결합하여 하우징을 형성하고, 상기 저항체가 밴드 하판과 에어백 사이에 배치되고, 상기 압전 맥파 센서 및 신축 부재가 상승하는 소정 부분이 개방된 밴드 상판을 추가로 포함할 수 있다.Here, the pulse wave measuring unit, the band lower plate for supporting the air bag; An elastic member disposed on an upper portion of the piezoelectric pulse wave sensor and stretched according to the rising of the piezoelectric pulse wave sensor; And a band upper plate coupled to the lower band of the band to form a housing, and wherein the resistor is disposed between the lower band of the band and the airbag, and a predetermined portion at which the piezoelectric pulse wave sensor and the elastic member is lifted is opened.
여기서, 상기 신축 부재는 신축성이 양호한 시판(span) 재질의 천(stuff)인 것을 특징으로 한다.Here, the stretchable member is characterized in that the material is a good (span) material of good elasticity (span).
여기서, 상기 맥파 측정부는, 상기 가속도 맥파 또는 맥동 측정시, 에어 호 스를 통해 상기 에어백에 공기를 제공하는 급기부; 및 상기 에어백에 제공된 공기를 배출하는 배기부를 추가로 포함할 수 있다.The pulse wave measuring unit may include: an air supply unit configured to provide air to the airbag through an air hose when measuring the acceleration pulse wave or pulsation; And it may further include an exhaust for discharging the air provided in the airbag.
여기서, 상기 급기부 및 배기부는 상기 완대 상에 형성되어, 수동으로 상기 에어 호스를 통해 상기 에어백에 공기를 제공 및 배출하는 것을 특징으로 한다.Here, the air supply portion and the exhaust portion is formed on the armband, characterized in that to manually supply and discharge air to the air bag through the air hose.
여기서, 상기 급기부 및 배기부는 상기 맥파 검출 시계 본체 내에 설치된 마이크로 펌프를 이용하여 자동으로 상기 에어 호스를 통해 상기 에어백에 공기를 제공 및 배출하는 것을 특징으로 한다.Here, the air supply unit and the exhaust unit is characterized in that for automatically supplying and discharging air to the air bag through the air hose using a micro pump installed in the pulse wave detection watch body.
여기서, 상기 맥 측정부는, 상기 에어백 내의 공기 압력에 따라 저항값이 변하는 저항체를 추가로 포함할 수 있다.Here, the pulse measuring unit may further include a resistor whose resistance value is changed according to the air pressure in the airbag.
여기서, 상기 맥 측정부는, 상기 저항체의 변경된 저항값에 대응하여 상기 에어백으로 주입되는 공기의 양을 조절하는 조절신호를 출력하는 저항값 측정회로를 추가로 포함할 수 있다.Here, the pulse measuring unit may further include a resistance value measuring circuit for outputting a control signal for adjusting the amount of air injected into the airbag in response to the changed resistance value of the resistor.
여기서, 상기 에어백 및 에어 호스는 우레탄 재질일 수 있다.Here, the airbag and the air hose may be a urethane material.
본 발명에 따르면, 손목의 요골동맥에 접촉하기 위해 완대로부터 돌출되는 압전 맥파 센서를 상승 및 하강시킴으로써, 손저림 현상을 방지하고, 정확하게 가속도 맥파 또는 맥동을 검출할 수 있다.According to the present invention, by raising and lowering the piezoelectric pulse wave sensor protruding from the armband in order to contact the radial artery of the wrist, it is possible to prevent numbness and to accurately detect the acceleration pulse wave or pulsation.
본 발명에 따르면, 기존의 혈압계처럼 손목 전체를 부풀리는 것이 아니라 요골동맥이 있는 부분만 부풀어 올라 요골동맥을 눌러줌으로써, 압전 맥파 센서의 신호라인 흔들림에 따른 노이즈를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, instead of swelling the entire wrist as in a conventional blood pressure monitor, by swelling only the part with the radial artery and pressing the radial artery, noise due to signal line shaking of the piezoelectric pulse wave sensor can be reduced.
본 발명에 따르면, 피부 조직의 흔들림을 에어백에 의해 감소시킴으로써, 모션 아티팩트(Motion artifacts)를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, motion artifacts can be reduced by reducing the shaking of the skin tissue by the airbag.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시예로서, 압전 맥파 센서가 에어백 상부의 소정 부위에 배치되고, 에어백의 팽창에 대응하여 상부로 상승시킨 후, 손목의 요골동맥에 접촉하여 가속도 맥파 또는 맥동을 측정할 수 있는 손목형 맥파 검출 시계가 제공된다.As an embodiment of the present invention, the piezoelectric pulse wave sensor is disposed on a predetermined portion of the upper part of the air bag, and raised to the upper part in response to the inflation of the air bag, and then the wrist type capable of measuring the acceleration pulse wave or pulsation in contact with the radial artery of the wrist. A pulse wave detection watch is provided.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 사시도이다.4 is a perspective view of a wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계는, 크게 맥파 검출 시계 본체(100) 및 맥파 측정부(200)를 포함하며, 맥파 검출 시계 본체(100)는 조작부(130) 및 표시부(140)를 포함할 수 있고, 이때, 조작부(130)는 버튼일 수 있고, 표시부(140)는 LCD 표시창일 수 있다. 또한, 맥파 측정부(200)는 완대(210), 에어백(220), 압전 맥파 센서(230), 신축 부재(240), 저항체(280) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the wrist-type pulse wave detecting watch according to the exemplary embodiment of the present invention includes a pulse wave detecting watch
맥파 검출 시계 본체(100)는 상기 맥파 측정부(200)로부터 측정된 맥파 또는 맥동에 대한 정보를 메모리에 저장하거나, LCD 표시창(140)을 통해 표시한다.The pulse wave detecting
맥파 측정부(200)는 인체의 가속도 맥파 또는 맥동 측정시 손목의 요골동맥에 접촉하는 압전 맥파 센서(230)의 위치를 상승시켜 가속도 맥파 또는 맥동을 측정한다.The pulse
상기 맥파 측정부(200)의 완대(210)는 상기 맥파 검출 시계 본체(100)에 연결되고, 상기 손목을 압박하는 역할을 한다.The
에어백(220)은 상기 완대(210) 상에 설치되고, 에어 호스(222)를 통해 주입되는 공기에 대응하여 팽창하게 된다. 여기서, 상기 에어백(220) 및 에어 호스(222)는 우레탄 재질일 수 있다.The
저항체(280)는 상기 에어백(220) 하부에 배치되고, 상기 에어백(220)의 팽창에 대응하여 고정된 완대(210) 하부와 접촉하며, 상기 저항체(280)에 압력이 주어지면 그 압력에 따라 다른 저항값을 갖게 되고, 이에 따라 변경된 저항값에 대응하는 조절신호를 출력함으로써 에어백(220)의 공기압이 조절될 수 있다.The
압전 맥파 센서(230)는 상기 에어백(220) 상부에 배치되고, 상기 에어백(220)의 팽창에 대응하여 상부로 상승하며, 상기 손목의 요골동맥에 접촉하여 가속도 맥파 또는 맥동을 측정한다. 즉, 상기 압전 맥파 센서(230)는, 상기 에어백(220)의 팽창에 대응하여 수직 방향으로 상승 또는 하강하며, 손목의 요골동맥 위치에 대응하여 수평 방향으로 그 위치가 조절될 수 있다.The piezoelectric
신축 부재(240)는 상기 압전 맥파 센서(230)의 상부, 즉, 완대(210) 상부에 배치되며, 상기 압전 맥파 센서(230)의 상승에 따라 신축되며, 상기 신축 부재(240)는 신축성이 양호한 스판(span) 재질의 천(stuff)일 수 있다.The
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 압전 맥파 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 5 is a view for explaining the operation of the piezoelectric pulse wave sensor of the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계는, 가속 도 맥파 또는 맥동을 재기 전에는 압전 맥파 센서(230)가 상승되지 않은 상태로서, 손목의 요골동맥에 접촉하지 않은 상태이다. 만일, 가속도 맥파 또는 맥동을 재기 위해서는 에어호스(222)를 통해 에어백(220)에 공기를 주입하게 되고, 에어백(220)은 팽창하여 상기 에어백(220) 상부에 배치된 압전 맥파 센서(230)를 수직 방향으로 상승시켜 손목의 요골동맥에 접촉시킨다.Referring to FIG. 5, in the wrist-type pulse wave detection watch according to an exemplary embodiment of the present invention, the piezoelectric
이때, 압전 맥파 센서(230)는 착용자마다 손목의 굵기나 요골동맥의 위치가 다를 수 있으므로, 수평 방향으로도 움직일 수 있도록 조절할 수 있다.In this case, the piezoelectric
따라서 상기 압전 맥파 센서(230)를 사용하여 가속도 맥파 또는 맥동을 잰 후에는 상기 에어백(220) 내의 공기를 배출함으로써, 상기 압전 맥파 센서(230)는 원래의 위치로 복귀하게 된다.Therefore, after the acceleration pulse wave or the pulsation is measured using the piezoelectric
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 블록 구성도이다.On the other hand, Figure 6 is a block diagram of a wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계는, 맥파 검출 시계 본체(100) 및 맥파 측정부(200)를 포함하며, 맥파 검출 시계 본체(100)는 마이컴(110), 전원부(120), 조작부(130), 표시부(140), 메모리(150) 및 모터 펌프(160) 등을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 6, the wrist-type pulse wave detecting watch according to an exemplary embodiment of the present invention includes a pulse wave detecting watch
먼저, 전원부(120)에 전원이 인가되면, 맥파 측정부(200) 내의 압전 맥파 센서(230)를 통해 가속도 맥파 또는 맥동을 측정하게 된다.First, when power is applied to the
여기서, 상기 맥파 측정부(200)는 상기 가속도 맥파 또는 맥동 측정시, 에어 호스(222)를 통해 상기 에어백(220)에 공기를 제공하는 급기부(260), 및 상기 에어 백(220)에 제공된 공기를 배출하는 배기부(270)를 포함할 수 있고, 상기 급기부(260) 및 배기부(270)는 상기 완대(210) 상에 형성되어, 수동으로 상기 에어 호스(222)를 통해 상기 에어백(220)에 공기를 제공 및 배출할 수 있고, 또한, 상기 맥파 검출 시계 본체(100) 내에 설치된 마이크로 펌프를 이용하여 자동으로 상기 에어 호스(222)를 통해 상기 에어백(220)에 공기를 제공 및 배출할 수도 있다.Here, the pulse
상기 맥파 측정부(200)에서 측정된 가속도 맥파 또는 맥동에 대응하는 데이터는 압전 맥파 센서(230)에 연결된 FPCB 신호라인(232)을 통해 FPCB(250)에 전달되고, 이 신호들은 맥파 검출 시계 본체(100) 내의 마이컴(110)을 통해 메모리(150)에 저장되거나, 또는 표시부(140)를 통해 표시될 수 있다.Data corresponding to the acceleration pulse wave or pulsation measured by the pulse
마이컴(110)은 하우징의 외부에 설치된 조작부(130) 버튼의 조작에 제어되며, 상기 압전 맥파 센서(230)에서 감지된 가속도 맥파 및 맥동에 대한 정보를 상기 메모리(150)에 기저장된 정보와 비교 분석하여 건강 상태를 추출하는 역할을 한다. 즉, 마이컴(110)은 요골동맥의 지침용적 맥파를 측정하여 2차 미분을 수행한 후, 가속도 형태의 그래프로 변환하게 된다.The
또한, 조작부(130)는 하나보다 많은 접속된 스위치들로 구비된 버튼 타입의 스위치 모듈일 수 있고, 이러한 스위치들은 각각 저항기에 접속된다.Further, the
표시부(140)는 상기 마이컴(110)으로부터 출력되는 가속도 맥파 및 맥동에 대한 정보를 디스플레이한다.The
메모리(150)는 가속도 맥파 또는 맥동의 상태에 따른 증상이나 건강 상태에 대한 정보가 저장되어 있으며, 상기 압전 맥파 센서(230)에서 감지한 가속도 맥파 및 맥동에 대한 정보가 저장된다. 또한, 메모리(150) 내에는 소정 프로그램이 저장되어 있고, 이러한 프로그램은 마이컴(110)의 제어에 따라 측정된 가속도 맥파 또는 맥동 등의 정보를 사용자가 알 수 있도록 분석하여 건강 상태와 비교하게 된다.The
모터 펌프(160)는 상기 에어백(220)에 공기를 주입하기 위해 맥파 검출 시계 본체(100)에 설치될 수 있다.The
압전 맥파 센서(230)는 증폭기와 브릿지형 센서를 포함하며, 압전 맥파 센서(230)에 의해 검출된 결과가 증폭기에 의하여 증폭되고, 이때, 전압은 브릿지형 센서에 의하여 출력될 수 있다. 또한, 브릿지형 센서는 복수의 증폭기들, 저항기들, 및 커패시터들을 구비하는 아날로그/디지털 변환 유닛에 접속된다. 이들 전자 장치들의 회로는 일반적인 아날로그/디지털 변환 회로와 동일하므로, 그 구조는 여기서 설명하지 않는다. The piezoelectric
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계는, 예를 들면, 전원부(120)는 3.7V 리튬 이온 또는 리튬 폴리머 전지를 사용할 수 있다. 또한, 손목형 맥파 검출 시계의 측정시간은 30sec이며, 약 30~160회/분의 맥동을 측정할 수 있다. 또한, 상기 에어백의 압력은 80~100mmHg의 압력에서 측정되며, 이때 압력은 저항체의 저항값으로 계산될 수 있다. 여기서, 저항체의 계산은 일반 아날로그/디지털 변환 회로와 동일하므로, 그 구조는 여기서 설명하지 않는다.Specifically, in the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention, for example, the
본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 동작은 다음과 같다.Operation of the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention is as follows.
먼저, 자동 기능 사용시, 표시부(140)를 시계에서 맥파 측정으로 바꾸고 가능하면 움직이지 않는 범위에서 버튼 조작부(130)를 가볍게 누르면, 모터 펌 프(160)가 동작하고, 이에 따라 완대(210) 내의 에어백(220)이 부풀어 오르는데, 모터 펌프(160)가 30초 정도 유지되는 동안, 압전 맥파 센서(230)는 맥파와 맥동수(분당 심박수)를 측정하게 된다.First, when the automatic function is used, the
이후, 표시부(140) 상에 측정된 가속도 맥파와 맥동수가 표시된다. 다음으로, 모터 펌프(160)는 타이머 작동으로 인해 30초 후에 자동으로 전원이 차단된다. 이때, 가속도 맥파와 맥동은 메모리(150) 내에 저장되어 있으므로, 사용자는 표시부(140) 상에서 계속해서 맥파와 맥동을 확인할 수 있다.Then, the acceleration pulse wave and the pulsation number measured on the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압전 맥파 센서에서 검출되는 가속도 맥파의 유형을 예시하는 도면이다.7 is a diagram illustrating a type of acceleration pulse wave detected in a piezoelectric pulse wave sensor according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 이러한 가속도 맥파는 파형의 모양에 따라 혈관 나이를 알 수 있으며, 이 파형 모양에 따라 보통 A 내지 F 타입의 6가지로 구분된다. A형은 10대~20대의 모양이며 혈관 상태가 좋은 것이고, B, C, D, E, F로 가면서 혈관 상태가 나빠지며, 보통 운동이나 자기 관리로 인해서 실제 나이보다도 혈관 나이가 어린 사람이 존재할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 사용자는 자신의 가속도 맥파 파형을 측정한 후, 자신의 상태를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, the acceleration pulse wave can know the vascular age according to the shape of the waveform, and is classified into six types of A to F types according to the shape of the waveform. Type A is in the shape of teenagers in their 20s and has a good vascular condition, and the vascular condition worsens as they go to B, C, D, E, and F. Usually, due to exercise or self-care, there may be people younger than the actual age. Can be. As shown in the figure, the user can measure his acceleration pulse wave waveform, and then check his condition.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 맥파 측정부의 분해 사시도이다.On the other hand, Figure 8 is an exploded perspective view of the pulse wave measuring unit of the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 상기 맥 측정부(200)는, 밴드 상판(211), 에어백(220), 압전 맥파 센서(230), 저항체(280), 신축 부재(240) 및 밴드 하판(212) 등을 포함하며, 밴드 하판(212)은 상 기 에어백(220)을 지지하는 단단한 재질로 형성되며, 밴드 상판(211)은 상기 밴드 하판(212)과 결합하여 하우징을 형성하고, 상기 압전 맥파 센서(230) 및 신축 부재(240)가 상승하도록 소정 부분이 개방되어 있다. 여기서, 도면부호 A는 신축 부재(240)가 상승하도록 개방된 부분을 나타내며, 도면부호 B는 압전 센서(230)가 배치되는 에어백(220) 상부의 소정 부분을 나타낸다.Referring to FIG. 8, the
한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수동 에어백 기구를 예시하는 도면이다.9 is a diagram illustrating a manual airbag mechanism according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어백(220)에 공기를 수동으로 주입 및 배출하는 수동 에어백 기구는, 급기부(260)를 눌러서 공기를 에어백(220)에 주입하게 된다. 즉, 펌프와 같은 원리로 공기를 주입하게 된다.9, the manual airbag mechanism for manually injecting and discharging air into the
또한, 배기부(270)를 누를 경우, 막혀 있는 홀이 열리면서, 에어백(220)으로부터 공기를 외부로 배출하게 된다.In addition, when the
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자동 에어백 기구를 예시하는 도면이다.10 is a diagram illustrating an automatic airbag mechanism according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어백(220)에 공기를 자동으로 주입 및 배출하는 자동 에어백 기구는 저항값 측정 회로(290) 및 마이크로펌프(260, 270)를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 마이크로펌프는 맥파 검출 시계 본체(100) 내에 배치될 수 있다. 편의상, 마이크로펌프는 급기부(260) 및 배기부(270)를 모두 포함하므로 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Referring to FIG. 10, the automatic airbag mechanism for automatically injecting and discharging air into the
저항값 측정 회로(290)는 상기 에어백(220) 내의 공기 압력에 따라 변경된 저항체(280)의 저항값에 대응하여 상기 에어백(220)으로 주입되는 공기의 양을 조 절하는 조절 신호를 마이크로펌프(260, 270)로 출력하게 된다.The resistance
이러한 손목형 맥파 검출 시계용 마이크로펌프(260, 270)의 구성은, 회전동력을 제공하며 편심 회전축(371)이 형성되어 있는 모터(370), 상기한 모터(370)가 결합되며 압축된 공기를 배출하는 배출구가 형성되어 있는 상부 플레이트(380), 상기 상부 플레이트(380)의 내부에 상기 모터(370)의 편심 회전축(71)에 의해 승강 및 하강 가능하게 설치되며 일측단에 압축된 공기를 배출하는 배기 밸브(91)가 형성되어 있는 러버 펌프(390), 상기 상부 플레이트(380)와 기밀을 유지하도록 결합되며 상기 러버 펌프(390)에 의해 입력되는 흡입구가 형성되어 있는 하부 플레이트(320), 상기 하부 플레이트(320)의 중간에 설치되어 상기 러버 펌프(390)의 펌핑에 의해 공기가 흡입되는 흡입 밸브(310)를 포함할 수 있다.The configuration of the wrist-type pulse wave
전술한 구성을 갖는 손목형 시계용 마이크로펌프의 작용은 다음과 같이 이루어진다.The action of the wrist watch micropump having the above-described configuration is performed as follows.
먼저, 모터(370)의 동작에 의해 편심 회전축(371)이 회전하면, 상기 편심 회전축(371)에 의해 러버 펌프(390)의 상부가 하부로 삽입 및 돌출되면서 상하로 이동되어 펌핑이 이루어진다.First, when the
상기 러버 펌프(390)가 모터(370)의 회전에 의해 상부로 이동하면 펌프 내부의 압력에 의해 흡입 밸브(310)가 열리면서 외부의 공기를 흡입하게 된다.When the
상기 러버 펌프(390)가 모터(370)의 회전에 의해 하부로 이동하면 러버 펌프(390)와 하부 플레이트(320)의 사이에 충진되어 있는 공기를 압축하게 되고, 이에 따라 흡입밸브(310)가 닫히면서 배기밸브(391)가 열리게 됨으로써 연결된 고무 호스(222)를 통해 에어백(220)에 급기를 하게 된다.When the
모터(370)의 회전에 의해 상기한 과정이 지속적으로 반복되면서 공기 누설을 방지한 상태로 펌핑이 이루어지게 된다.The above process is continuously repeated by the rotation of the
따라서 본 발명의 실시예에 따라 상기 급기부(260)와 배기부(270)에 제어 신호를 인가하면, 먼저 급기부(260)에서 완대(210)에 공기를 주입하여 압력을 가하게 되고, 80~100mmHg 범위의 압력이 가해진 뒤에는 동작을 멈춘다. 시간이 30초 정도 흐른 뒤에 배기부(270)를 자동으로 열어 배기시킨다.Therefore, when a control signal is applied to the
이와 같은 동작 중에 압전 맥파 센서(230)는 완대(210)로부터 측정된 압력이 FPCB(250) 내의 발진기로 전달되어 측정된 압력에 따라 발진기는 발진하게 되고, 상기 발진기의 진동을 이용하여 마이컴(110)은 환자의 가속도 맥파 또는 맥동을 검출하여 메모리(150)에 저장한다.During such operation, the piezoelectric
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 압전 맥파 센서가 에어백의 팽창에 대응하여 상부로 상승된 후, 손목의 요골동맥에 접촉하여 가속도 맥파 또는 맥동을 측정함에 따라, 손저림 현상을 방지하고, 정확하게 가속도 맥파 또는 맥동을 측정할 수 있게 된다.As a result, according to the embodiment of the present invention, after the piezoelectric pulse wave sensor is raised upward in response to the inflation of the airbag, the acceleration pulse wave or the pulsation is measured by contacting the radial artery of the wrist, thereby preventing the nudging phenomenon and accurately accelerating the acceleration. Pulse wave or pulsation can be measured.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
도 1은 지침용적 맥파 및 가속도 맥파의 파형을 예시하는 그래프이다.1 is a graph illustrating waveforms of guided volume pulses and acceleration pulse waves.
도 2는 종래의 기술에 따른 손목형 디지털 혈압계의 사시도이다.2 is a perspective view of a wrist-type digital blood pressure monitor according to the related art.
도 3은 종래의 기술에 따른 압력 센서의 구성도이다.3 is a block diagram of a pressure sensor according to the prior art.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 사시도이다.4 is a perspective view of a wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 압전 맥파 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the operation of the piezoelectric pulse wave sensor of the wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압전 맥파 센서에서 검출되는 가속도 맥파의 유형을 예시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a type of acceleration pulse wave detected in a piezoelectric pulse wave sensor according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 손목형 맥파 검출 시계의 블록 구성도이다.7 is a block diagram of a wrist-type pulse wave detection watch according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 맥파 측정부의 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view of the pulse wave measuring unit according to the embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수동 에어백 기구를 예시하는 도면이다.9 is a diagram illustrating a manual airbag mechanism according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자동 에어백 기구를 예시하는 도면이다.10 is a diagram illustrating an automatic airbag mechanism according to an embodiment of the present invention.
* 도면부호의 간단한 설명 *BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
100: 맥파 검출 시계 본체 200: 맥파 측정부100: pulse wave detection clock main body 200: pulse wave measuring unit
110: 마이컴 120: 전원부110: microcomputer 120: power supply
130: 조작부 140: 표시부130: operation unit 140: display unit
150: 메모리 160: 모터 펌프150: memory 160: motor pump
210: 완대 211: 밴드 상판210: armband 211: band tops
212: 밴드 하판 220: 에어백212: lower band 220: airbag
222: 에어 호스 230: 압전 맥파 센서222: air hose 230: piezoelectric pulse wave sensor
240: 신축 부재 250: FPCB240: stretchable member 250: FPCB
260: 급기부 270: 배기부260: air supply unit 270: exhaust unit
280: 저항체 290: 저항체 측정 회로280: resistor 290: resistor measurement circuit
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